Керниган и Ритчи - Язык программирования Си (793773), страница 22
Текст из файла (страница 22)
Следуетпредусмотреть индекс, указывающий на положение текущего символа в буфере.Так как функции getch и ungetch совместно используют буфер и индекс, значения последних должнымежду вызовами сохраняться. Поэтому буфер и индекс должны быть внешними по отношению к этимпрограммам, и мы можем записать getch, ungetch и общие для них переменные в следующем виде:#define BUFSIZE 100char buf[BUFSIZE]; /* буфер для ungetch */int bufp = 0; /* след, свободная позиция в буфере */int getch(void) /* взять (возможно возвращенный) символ */{return (bufp > 0) ? buf[--bufp] : getchar();}void ungetch(int с) /* вернуть символ на ввод */{if (bufp >= BUFSIZE)printf ("ungetch: слишком много символов\n");elsebuf[bufp++] = с;}Стандартная библиотека включает функцию ungetc, обеспечивающую возврат одного символа (см. главу 7).Мы же, чтобы проиллюстрировать более общий подход, для запоминания возвращаемых символовиспользовали массив.Упражнение 4.3.
Исходя из предложенной нами схемы, дополните программу-калькулятор таким образом,чтобы она "понимала" оператор получения остатка от деления (%) и отрицательные числа.Упражнение 4.4. Добавьте команды, с помощью которых можно было бы печатать верхний элемент стека (ссохранением его в стеке), дублировать его в стеке, менять местами два верхних элемента стека. Введитекоманду очистки стека.Упражнение 4.5. Предусмотрите возможность использования в программе библиотечных функций sin, expи pow. См.
библиотеку <math.h> в приложении В (параграф 4).Упражнение 4.6. Введите команды для работы с переменными (легко обеспечить до 26 переменных, каждаяиз которых имеет имя, представленное одной буквой латинского алфавита). Добавьте переменную,предназначенную для хранения самого последнего из напечатанных значений.Упражнение 4.7. Напишите программу ungets(s), возвращающую строку s во входной поток. Должна лиungets "знать" что-либо о переменных buf и bufр, или ей достаточно пользоваться только функциейungetch?Упражнение 4.8.
Предположим, что число символов, возвращаемых назад, не превышает 1. Модифицируйтес учетом этого факта функции getch и ungetch.Упражнение 4.9. В наших функциях не предусмотрена возможность возврата EOF. Подумайте, что надосделать, чтобы можно было возвращать EOF, и скорректируйте соответственно программу.Упражнение 4.10. В основу программы калькулятора можно положить применение функции getline,которая читает целиком строку; при этом отпадает необходимость в getch и ungetch.
Напишитепрограмму, реализующую этот подход.4.4. Области видимостиФункции и внешние переменные, из которых состоит Си-программа, каждый раз компилировать все вместенет никакой необходимости. Исходный текст можно хранить в нескольких файлах. Ранее скомпилированныепрограммы можно загружать из библиотек. В связи с этим возникают следующие вопросы:Как писать объявления, чтобы на протяжении компиляции используемые переменные были должнымобразом объявлены?В каком порядке располагать объявления, чтобы во время загрузки все части программы оказалисьсвязаны нужным образом?Как организовать объявления, чтобы они имели лишь одну копию?Как инициализировать внешние переменные?Начнем с того, что разобьем программу-калькулятор на несколько файлов.
Конечно, эта программа слишкоммала, чтобы ее стоило разбивать на файлы, однако разбиение нашей программы позволитпродемонстрировать проблемы, возникающие в больших программах.Областью видимости имени считается часть программы, в которой это имя можно использовать. Дляавтоматических переменных, объявленных в начале функции, областью видимости является функция, вкоторой они объявлены.
Локальные переменные разных функций, имеющие, однако, одинаковые имена,никак не связаны друг с другом. То же утверждение справедливо и в отношении параметров функции,которые фактически являются локальными переменными.Область действия внешней переменной или функции простирается от точки программы, где она объявлена,до конца файла, подлежащего компиляции. Например, если main, sp, val, push и pop определены в одномфайле в указанном порядке, т.
е.main() {…}int sp = 0;double val[MAXVAL];void push(double f){…}double pop(void) {…}то к переменным sp и val можно адресоваться из push и pop просто по их именам; никакихдополнительных объявлений для этого не требуется. Заметим, что в main эти имена не видимы так же, как исами push и pop.Однако, если на внешнюю переменную нужно сослаться до того, как она определена, или если онаопределена в другом файле, то ее объявление должно быть помечено словом extern.Важно отличать объявление внешней переменной от ее определения. Объявление объявляет свойствапеременной (прежде всего ее тип), а определение, кроме того, приводит к выделению для нее памяти.
Еслистрокиint sp;double val[MAXVAL];расположены вне всех функций, то они определяют внешние переменные sp и val, т. е. отводят для нихпамять, и, кроме того, служат объявлениями для остальной части исходного файла. А вот строкиextern int sp;extern double val[];объявляют для оставшейся части файла, что sp — переменная типа int, a val — массив типа double(размер которого определен где-то в другом месте); при этом ни переменная, ни массив не создаются, ипамять им не отводится.На всю совокупность файлов, из которых состоит исходная программа, для каждой внешней переменнойдолжно быть одно-единственное определение; другие файлы, чтобы получить доступ к внешней переменной,должны иметь в себе объявление extern.
(Впрочем, объявление extern можно поместить и в файл, вкотором содержится определение.) В определениях массивов необходимо указывать их размеры, что вобъявлениях extern не обязательно.Инициализировать внешнюю переменную можно только в определении.Хотя вряд ли стоит организовывать нашу программу таким образом, но мы определим push и pop в одномфайле, a val и sp — в другом, где их и инициализируем.
При этом для установления связей понадобятсятакие определения и объявления:В файле 1:extern int sp;extern double val[];void push(double f ) {…}double pop(void) {…}В файле 2:int sp = 0;double val[MAXVAL];Поскольку объявления extern находятся в начале файла1 и вне определений функций, их действиераспространяется на все функции, причем одного набора объявлений достаточно для всего файла1. Та жеорганизация extern-объявлений необходима и в случае, когда программа состоит из одного файла, ноопределения sp и val расположены после их использования.4.5.
Заголовочные файлыТеперь представим себе, что компоненты программы-калькулятора имеют существенно большие размеры, изададимся вопросом, как в этом случае распределить их по нескольким файлам. Программу main поместим вфайл, который мы назовем main.с; push, pop и их переменные расположим во втором файле, stack.с; agetop — в третьем, getop.с. Наконец, getch и ungetch разместим в четвертом файле getch.с; мыотделили их от остальных функций, поскольку в реальной программе они будут получены из заранеескомпилированной библиотеки.Существует еще один момент, о котором следует предупредить читателя, — определения и объявлениясовместно используются несколькими файлами.
Мы бы хотели, насколько это возможно, централизовать этиобъявления и определения так, чтобы для них существовала только одна копия. Тогда программу в процессеее развития будет легче и исправлять, и поддерживать в нужном состоянии. Для этого общую информациюрасположим в заголовочном файле calc.h, который будем по мере необходимости включать в другиефайлы. (Строка #include описывается в параграфе 4.11.) В результате получим программу, файловаяструктура которой показана ниже:calc.h:#define NUMBER '0'void push(double);double pop(void);int getop(char[]);int getch(void);void ungetch(int);main.c:#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include "calc.h"#define MAXOP 100main() {…}getop.c:#include <stdio.h>#include <stype.h>#include "calc.h"getop (){…}stack.c:#include <stdio.h>#include "calc.h"#define MAXVAL 100int sp = 0;double val[MAXVAL];void push(double) {…}double pop(void) {…}getch.c:#include <stdio.h>#define BUFSIZE 100char buf [BUFSIZE];int bufp = 0;int getch(void) {…}void ungetch(int) {…}Неизбежен компромисс между стремлением, чтобы каждый файл владел только той информацией, котораяему необходима для работы, и тем, что на практике иметь дело с большим количеством заголовочных файловдовольно трудно.
Для программ, не превышающих некоторого среднего размера, вероятно, лучше всегоиметь один заголовочный файл, в котором собраны вместе все объекты, каждый из которых используется вдвух различных файлах; так мы здесь и поступили. Для программ больших размеров потребуется болеесложная организация с большим числом заголовочных файлов.4.6.
Статические переменныеПеременные sp и val в файле stack.с, а также buf и bufp в getch.с находятся в личном пользованиифункций этих файлов, и нет смысла открывать к ним доступ кому-либо еще. Указание static, примененноек внешней переменной или функции, ограничивает область видимости соответствующего объекта концомфайла. Это способ скрыть имена. Так, переменные buf и bufp должны быть внешними, поскольку ихсовместно используют функции getch и ungetch, но их следует сделать невидимыми для "пользователей"функций getch и ungetch.Статическая память специфицируется словом static, которое помещается перед обычным объявлением.Если рассматриваемые нами две функции и две переменные компилируются в одном файле, как впоказанном ниже примере:static char buf[BUFSIZE]; /* буфер для ungetch */static int bufp = 0; /* след, свободная позиция в buf */int getch(void) { ...
}void ungetch(int c) { ... }то никакая другая программа не будет иметь доступ ни к buf, ни к bufp, и этими именами можно свободнопользоваться в других файлах для совсем иных целей. Точно так же, помещая указание static передобъявлениями переменных sp и val, с которыми работают только push и pop, мы можем скрыть их отостальных функций.Указание static чаще всего используется для переменных, но с равным успехом его можно применять и кфункциям. Обычно имена функций глобальны и видимы из любого места программы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
